金属纳米颗粒的电催化性能依赖于它们的数量、大小、形状和组成，对其进行准确的表征要求探测技术能够直接对单纳米颗粒进行测量。有别于测量大量颗粒平均电催化反应电流的传统技术，陶教授及其合作者研究的基于表面等离激元的电化学电流成像（P-ECi）技术可以快速、非侵入式成像并量化大面积电极表面的单铂金纳米颗粒或者纳米颗粒阵列，使其特别适合于快速筛选不同条件下制备的纳米颗粒催化剂。P-ECi技术还可以测量单铂金颗粒的循环伏安曲线。
实验测量的结果与利用有限元计算软件COMSOL模拟的理论模型符合的很好。数值模拟给出了铂金纳米颗粒对电极表面传播的表面等离激元模式的散射，证实了单纳米颗粒成像的实验结果。改变模型中纳米颗粒附近的折射率，可以模拟电催化反应成像。电催化反应发生引起颗粒附近的氢分子浓度增加，环境折射率减小，使其可以通过散射信号的变化进行监控。
通过将表面等离激元光学应用于生物化学探测，陶教授及其合作者获得了可同时进行高通量筛选和单颗粒水平探测的新技术。
研究工作得到国家自然科学基金委和人工微结构和介观物理国家重点实验室等的资助。
